Zhrnutie na Syntéza bielkovín (translácia)

## Úvod Proteosyntéza a translácia sú procesy, ktorými bunka prepisuje genetickú informáciu z mRNA do sekvencie aminokyselín, čím vzniká funkčná bielkovina. Tento materiál vysvetľuje mechanizmy iniciácie, elongácie a terminácie translácie, energetickú bilanciu a špecifický priebeh syntézy sekrečnýc h bielkovín na drsnom endoplazmatickom retikule (ER). > **Definícia:** Translácia je proces prekladu nukleotidovej sekvencie mRNA do poradia aminokyselín v polypeptidovom reťazci. ## Hlavné fázy translácie ### Iniciácia (stručne) - Vznik iniciačného komplexu zahŕňa malé a veľké ribozomálne podjednotky, iniciačnú tRNA nesúcu metionín a mRNA. - Proces vyžaduje GTP na zostavenie iniciačného komplexu a na „scanning“ môže byť spotrebované viac ATP. ### Elongácia – krok za krokom 1. Na veľkej podjednotke ribozómu sú dve kľúčové miesta: - **A (akceptorové)** – miesto pre prichádzajúcu aminoacyl-tRNA. - **P (peptidylové)** – miesto, kde je viazaný rastúci peptid (na začiatku metionín). 2. Priebeh elongácie: - Aminoacyl-tRNA prichádza v komplexe s **GTP** a elongačným faktorom **EF1** do miesta A. - Ak je antikodón komplementárny ku kodónu mRNA, tRNA sa naviaže; naviazanie vyžaduje hydrolýzu GTP. - Ak nie je komplementárna, vymení ju iná aminoacyl-tRNA. - Po naviazaní do A miesta nastane tvorba peptidovej väzby: - V P mieste je tRNA s metionínom. - **Peptidyltransferáza** (katalytická rRNA) prenesie Met z P miesta a vytvorí peptidovú väzbu s aminokyselinou na tRNA v A mieste. - Tvorba peptidovej väzby priamo nevyžaduje ATP ani GTP, pretože sa využíva energia uložená v aminoacyl-tRNA pri jeho aktivácii aminoacyl-tRNA syntetázou. - Po reakcii: v A mieste je tRNA nesúca dipeptid, v P mieste zostane prázdna tRNA. - Ribozóm sa posunie o 3 nukleotidy smerom k 3' koncu mRNA (translokácia): - Posun vyžaduje hydrolýzu GTP a elongačný faktor **EF2**. - Prázdna tRNA opustí P miesto a tRNA s rastúcim peptidom sa presunie z A do P. - A miesto sa uvoľní pre ďalšiu aminoacyl-tRNA. > **Definícia:** Peptidyltransferáza je katalytická súčasť ribozómu (rRNA), ktorá vytvára peptidové väzby medzi aminokyselinami počas elongácie. ### Terminácia - STOP kodóny: **UAA, UAG, UGA**. Keď sa jeden z nich dostane do A miesta, translácia sa ukončí. - Terminačný faktor (RF) rozpozná STOP kodón, katalyzuje uvoľnenie hotového polypeptidu a rozpad ribozómu na 40S a 60S podjednotky. Proces vyžaduje GTP. - Ribozomálne podjednotky a ďalšie komponenty sa môžu recyklovať na ďalšiu transláciu. > **Definícia:** Terminačný faktor (RF) je proteín, ktorý rozpoznáva stop kodón v A mieste a uvoľní novovzniknutý polypeptid. ## Energetická bilancia proteosyntézy - Aktivácia každej aminokyseliny (viazanie na tRNA) spotrebuje 2 makroergické väzby: **ATP → AMP** (ekvivalent 2 vysokoe-nergetických väzieb). - Iniciácia: spotreba 1 GTP pre vznik iniciačného komplexu + rôzny počet ATP pri „scanningu". - Elongácia: pri pripojení každej aminokyseliny sa štiepia **2 GTP** – jedno GTP pre naviazanie aminoacyl-tRNA a druhé pre translokáciu ribozómu. - Terminácia: 1 GTP na oddelenie a disociáciu zložiek komplexu. ## Syntéza sekrečných bielkovín na drsnom ER 1. Proteíny určené pre intracelulárne použitie sa syntetizujú na voľných ribozómoch v cytoplazme. 2. Sekrečné proteíny (exportované z bunky alebo vložené do membrány) sa syntetizujú na ribozómoch viazaných na drsnom ER a následne sa upravujú v lúmene ER a Golgiho aparáte. Priebeh syntézy sekrečných bielkovín: - Na začiatku sa vytvorí iniciačný komplex v cytoplazme a translácia začne. - Úvodná časť peptidu obsahuje **signálnu sekvenciu**, ktorá určuje ďalší osud peptidu. - Na signálnu sekvenciu sa viaže **SRP (signal recognition particle)** – nukleoproteín. - SRP-ribozómový komplex sa viaže na receptor v ER membráne; ribozóm sa ukotví pomocou riboforínov. - Ďalšia syntéza sa smeruje priamo do lúmenu ER. - Vnútri ER enzým **signal peptidáza** odstráni signálnu sekvenciu. Po ukončen